高速公路路面積水原因分析及處理措施

楊杰

摘要：瀝青混凝土路面積水不僅容易對路基穩定產生危害，而且嚴重威脅車輛行駛安全。文章以玉鐵高速公路為例，分析路面積水的原因和處理措施，以有效地消除瀝青混凝土路面積水。

關鍵詞：車轍;路基灌漿;切槽;微罩面

中國分類號：U412.36+6文獻標識碼：A

0 引言

2005年廣西南友路（南寧至友誼關高速公路）的建成通車，宣告廣西正式開啟了瀝青混凝土高速公路時代。雖然瀝青混凝土路面高速公路在我國北方已經很普遍，但廣西屬于亞熱帶季風氣候，炎熱多雨，不同的氣候、溫度、降雨量等環境的差異，給高速預防性養護工作帶來很大的挑戰。水是影響公路壽命的重要因素，本文以玉鐵高速公路（S21玉林至鐵山港）為實例，總結實踐經驗，引入發達地區成熟的路面積水處理技術，為同行提供參考借鑒。

1 玉鐵高速公路路面積水情況

玉鐵高速公路2013年4月建成通車，至今通車已經兩年多。項目公司秉承“精管細養，暢安舒美”的養護發展理念，從養護全壽命周期考慮，因地制宜開展預防性養護，實施全方位多層次立體式養護模式，高速公路技術狀況指數MQI一直保持著較高的水平。但隨著車流量的增加，特別是超限車輛屢禁不止，加上沿海獨特的地理環境和亞熱帶季風氣候的影響，公路路基路面逐漸出現裂縫、局部沉陷、車轍等病害，且病害發展速度增快，導致局部路段的路基路面產生嚴重的路面積水現象，易發生交通事故，存在一定的安全隱患，所以路面積水需要及時解決。

2 高速公路路面積水的危害

2.1 降低了路面有效的抗滑系數

路面抗滑系數SRI與路面的有效摩擦成正比，為了保證給車輛行駛、轉彎提供足夠的摩擦力，要求路面抗滑系數必須達到0.6以上，構造深度TC≥0.55 mm。當路面積水時，路面構造深度受到影響，輪胎表面與路面之間形成一層水膜，類似輪胎漂浮在水膜上，路面抗滑系數大大降低，抗滑性能下降，特別是在彎道位置，且車輛行駛速度越快，路面對輪胎的抗滑能力越低，如果操作過大容易造成車輛交通事故。詳見表1。

2.2 降低車輛行車能見度

車輛在積水路面上高速行駛，而存有積水的路面會形成鏡面效應，對駕駛人員的視覺造成嚴重影響，其極易因受到強烈燈光的刺激而產生照射性眩目，尤其在夜間更為明顯。同時，汽車車輪卷帶起的積水水花，使行車形成霧化效果，特別是大貨車帶起的水花，對緊鄰其后的汽車行駛，造成一定的視覺遮擋，降低駕駛人員的視線能見度，影響對前車的轉向及尾燈觀察效果，車輛速度越快形成的水霧越大，嚴重影響車輛行駛安全。

2.3 破壞路面結構性能

玉鐵高速公路路面結構分為上面層（4 cm）、中面層（6 cm）、下面層（8 cm），再下面就是水穩層和碎石層。當雨水在路面淤積，會滲入路面結構，當路面結構層破壞（裂縫、坑槽、車轍等），水分會滲透到各層之間，造成面層之間錯動，進而加快、加重路面病害發展的速度。如果路面病害不能及時處理，會對路基的承載力產生損害，降低路面承載力，進而使行車路面沉陷，加重路面積水的程度，造成日后養護成本的增加。

3 高速公路路面積水的原因

3.1 路線左轉彎變坡

玉鐵高速公路部分路段在設計和施工中，為了減少隧道開挖，在遇到沿線山體的時候，路線優先選擇繞行，特別是連續山體位置，造成路線彎度過大、變坡段較短。在降雨過程中，左轉路肩超高位置，邊坡雨水從路肩流向中央分隔帶排水溝，而直線段路面雨水從路面流向路肩，這樣就會在變坡點處形成一條由超車道流向路肩的斜向的2～3 m寬的水帶。當汽車行駛到這個水帶位置，左前輪和右后輪直接行駛在水帶里面，與其他2個輪子形成反差，稍打方向就容易造成車輛事故，這是玉鐵高速公路路面積水的主要原因，如K668+100～150下行、K670+580～700下行、K673+500～550下行等路段。

3.2 路基下沉

路基是路面結構的承載主體，承載著路面的主要荷載。路基下沉的原因往往是由于在施工過程中采用回填土的土質不合格、回填不均勻、單層壓實不夠、軟基處理不當、施工質量控制不到位等，造成路基承載能力不足。在路面通車后2～3年的時間，陸續會因公路路基不均勻沉降引起路面凹陷、車轍、橋臺搭板跳車等遺留缺陷。路基下沉容易造成路面局部出現下沉凹陷，雨后在凹陷的低洼處形成路面積水，這也是玉鐵高速公路路面積水的另一個主要原因，如K670+060上行、K675+050下行、公館匝道AK0+970等路段。

3.3 路面車轍

玉鐵高速公路部分路段路基和路面施工質量不到位，再加上通行車輛的不斷增加，且違規超限車輛屢禁不止，導致路面車轍病害日趨嚴重。隨著車轍深度不斷加深，形成路面凹槽，而路面凹槽積水不易排出，車輛輪胎與車轍積水路面之間的摩擦系數減小直至為零，此時，快速行駛的車輛可能發生輪胎的滑水現象，所以車轍也是形成路面積水的原因。如K682+00～200上行路段。

3.4 中央縱向排水溝設計與施工缺陷

在高速公路彎道超高漸變段上，為了將路面積水排出，在中央分隔帶內增設了排水溝、集水井。但是，一方面，由于設計上的缺陷造成排水溝截面過小不能滿足路面排水要求，導致在超高路段內側局部積水無法及時排出;另一方面，施工缺陷造成集水井口高過排水溝、排水溝高過路面或路面邊緣攤鋪過高翹起，致使路面雨水無法通過排水溝和集水井排出，反而在水溝末端將雨水倒灌到路面，在超車道形成路面積水。

3.5 路面排水系統堵塞

路面雨水主要通過路肩邊坡、中央排水溝、橋梁伸縮縫、排水孔等排水系統排出，但由于過往車輛司乘人員長期丟棄飲料瓶、塑料袋等垃圾，還有快速生長的野菊花、蒲公英等雜草，很容易堵塞排水溝和排水孔，不僅清理麻煩且極易造成路面積水。

4 高速公路路面積水的處治

為了保證高速公路的快速、安全、暢通，玉鐵高速公路項目公司對路面積水問題高度重視，組織技術力量，攻關克難，處理路面積水問題，取得了一定的效果，確保了高速公路的安全暢通。我們主要采取了如下幾個處治措施：

4.1 路基灌漿

玉鐵高速公路項目公司針對因路基下沉產生的路面積水，主要采用路基化學灌漿“DCG工法”，即：在灌漿壓力為0.1～0.5 MPa時，將調配好的灌漿漿液倒入特制的雙液灌漿系統擠壓至路基的碎石層、土基層，漿液在路基脫空縫隙、凹槽內部迅速凝固、結石，最終形成以立體網狀漿脈固結體為骨架的復合土體，有效改善土體的物理力學性能和水力學性能?！癉CG工法”路基灌漿法，能有效加固路基軟弱土體，提高路基承載力，并抬升調平沉陷路面，恢復路面平順，消除路面積水。

路基灌漿的主要工藝是：布孔→鉆面板孔→造深層孔→抬升觀測→安裝灌漿管→加固調平灌漿→養生。

玉鐵高速公路從開通到現在，路肩灌漿28處，灌入水泥2 238.2 t，徹底消除了因路基下沉而導致路面積水的現象。

4.2 路面打磨、切槽

路面積水的處理措施與路面的凹陷程度有關。當沿行車方向30 m拉線，路面凹陷量≥5 cm時，往往采用路基灌漿的方法，進行抬升調平;當沿垂直行車方向7 m拉線，路面凹陷量<2 cm時，且排水距離較短時，可采用路面打磨方法，引水出路面;當沿垂直路面行車方向7 m拉線，路面凹陷量在2～5 cm時，需要對路面進行切槽，引水出路面。

4.2.1 路面打磨

路面打磨，使用的機械主要是大型路面打磨機。路面打磨主要是在超車道靠近中央排水溝一側。為了不影響行車的安全和舒適，打磨的深度不宜過深過長，路面打磨深度控制在1.5 cm以內，深入行車道長度控制在60 cm。根據路面積水的嚴重程度來選擇打磨寬度、長度和個數。

4.2.2 路面切槽

路面切槽使用的機械是小型切割機、吹風機和風鎬機。路面切槽的位置往往是積水較深的路肩。雨天選取積水最深位置，采用間隔2 m/條，依次向兩側布置，根據路面凹陷量的不同而布置切槽位置。

首先用切割機對瀝青混凝土進行切割，用風鎬對切割后的地方進行搗碎，然后采用人工清理，并用高壓風槍將底槽內的粉塵清除干凈，最后用環氧化樹脂進行三面密封。切槽大小控制在6 cm寬、4 cm深，且保證一定的坡度，以便進行排水。

玉鐵高速公路全線進行路面打磨11處、路面切槽2處，排除路面積水效果明顯。

4.3 疏通、修復排水系統

路面積水最普遍的原因就是路面排水系統失效，導致路面積水無法通過排水系統排出，在路面形成積水。針對這種情況，玉鐵高速公路項目公司從兩方面下手：（1）疏通排水系統，主要是定期清理中央排水溝、急流槽和路肩外側內的雜草、淤泥，及時疏通橋梁伸縮縫、泄水孔，還有路面切槽內的垃圾，保證排水的暢通;（2）對于設計施工存在的排水系統缺陷，重新砌筑和延長了中央排水溝，并鑿除集水井口高出排水溝的部分，保障了排水系統正常運行。

4.4 微罩面處理車轍

微罩面處理車轍是采用攤鋪設備將改性乳化瀝青、級配集料、添加劑等攤鋪到車轍內。（1）在車轍邊緣劃定位置，采用銑刨機在車轍邊緣進行銑刨，保證罩面厚度≥2 cm;（2）對攤鋪位置進行清掃、除塵，撒布稀漿封層;（3）將瀝青混合料攤鋪到車轍內，根據車轍的厚度計算出相應的攤鋪系數;（4）采用小型壓路機或垂直夯進行壓實。

5 結語

廣西高速公路受氣候和降雨量的影響，路面積水現象普遍存在，嚴重威脅過往車輛的行車安全。只有加強日常維修保養工作，及時清理路面垃圾和疏通排水系統，才能確保路面排水系統發揮正常功能。同時，要加強日常巡查和檢測，特別是雨季時路況的巡查，在路面積水的初發時期就開展養護維修工作，避免病害的進一步發展。要科學分析積水原因，制定有效的積水處理措施，確保高速公路的行車安全。

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